水浸構造物の防汚方法および防汚膜を有する水浸構造物

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【発明の名称】	水浸構造物の防汚方法および防汚膜を有する水浸構造物
【発明者】	【氏名】久保田伸彦【氏名】綾部統夫【氏名】田中瑞乃【氏名】根目沢礼和
【要約】	【課題】水浸構造物、特に、船舶および海洋構造物の防汚，防食を行い、水浸構造物の表面の経年変化を防止して長寿命化を図るとともに、防汚作業等のメンテナンス性を向上させ、かつ海洋の環境汚染を防止する。【解決手段】水浸構造物の被防汚表面にＴｉＯ₂膜を形成しておくとともに、該ＴｉＯ₂膜への光照射により光触媒反応を発生させ、光照射に基づいて生じる酸化力によって、被防汚表面の近傍に浮遊または遊泳する微生物等の殺菌，滅菌，繁殖防止を行う。

【特許請求の範囲】
【請求項１】水浸構造物（Ｘ）の防汚方法であって、被防汚表面（３）にＴｉＯ₂膜（Ｔ）を形成しておくとともに、該ＴｉＯ₂膜への光照射により光触媒反応を発生させ、光照射に基づいて生じる酸化力によって被防汚表面の近傍に浮遊または遊泳する微生物等の殺菌，滅菌，繁殖防止を行うことを特徴とする水浸構造物の防汚方法。
【請求項２】被防汚表面（３）が金属表面（３１）とされるとともに、該金属表面へのＴｉＯ₂溶射によってＴｉＯ₂膜（Ｔ）を形成することを特徴とする請求項１記載の水浸構造物の防汚方法。
【請求項３】被防汚表面（３）が非金属表面（３２）とされ、該非金属表面へのＴｉＯ₂塗料の塗装によって塗装膜（４）を形成するとともに、該塗装膜の最外表面にＴｉＯ₂を露出させることを特徴とする請求項１記載の水浸構造物の防汚方法。
【請求項４】被防汚表面（３）が金属表面（３１）とされ、該金属表面へのＴｉＯ₂塗料の塗装によって塗装膜（４）を形成するとともに、該塗装膜の最外表面にＴｉＯ₂を露出させることを特徴とする請求項１記載の水浸構造物の防汚方法。
【請求項５】被防汚表面（３）が金属表面（３１）とされるとともに、該金属表面への塗装膜（４）の下にＴｉＯ₂層（Ｔ）が形成されること特徴とする請求項３記載の防汚膜を有する水浸構造物。
【請求項６】ＴｉＯ₂膜（Ｔ）を有する水浸構造物であって、ＴｉＯ₂膜が少なくとも接水部分において、最外表面にＴｉＯ₂が露出するように形成されることを特徴とする防汚膜を有する水浸構造物。
【請求項７】被防汚表面（３）が、船舶（１）の表面とされるとともに、少なくとも吃水線（Ｌ１）を含む船腹（１１）および船底（１２）の表面全体にＴｉＯ₂膜（Ｔ）が形成されること特徴とする請求項５記載の防汚膜を有する水浸構造物。
【請求項８】被防汚表面（３）が、水門（２）の表面とされるとともに、少なくとも固定部（２１）における吃水線（Ｌ２）を含む部分にＴｉＯ₂膜（Ｔ）が形成されることを特徴とする請求項５記載の防汚膜を有する水浸構造物。
【請求項９】被防汚表面（３）が、水門（２）の表面とされるとともに、海中と大気中との間を移動する可動部（２２）を含む部分にＴｉＯ₂膜（Ｔ）が形成されることを特徴とする請求項８記載の防汚膜を有する水浸構造物。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水浸構造物の防汚方法および防汚膜を有する水浸構造物に係わり、特に、光触媒反応を利用して水浸構造物の防汚効果を高める技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水浸構造物の防汚方法および防汚膜に関する技術として、例えば、有機スズを含む塗料を船体や海洋構造物に塗布して殺虫効果を高め、付着生物の防汚を行う技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、殺虫剤として使用される有機スズ等の重金属は、付着生物の防汚剤として有効であるものの生物体に対する毒性が強く、かつ自然分解し難い特性を有しているため、海洋に流出した場合には底泥に堆積してしまう。このため、底泥生物をはじめとする他の有益な生物への体内濃縮が進み、殺虫成分の生体へ及ぼす影響を考慮すると、防汚剤として適しているとはいえない。また、船舶には、タンカー等の大型船舶からスポーツ，レジャー船のような小型船舶まであり、海洋構造物にあっても、例えば、海域を水域と陸域に区画する水門、石油，ガス，鉱物資源等を採掘するために建設される海洋ターミナルなどがあり、そのいずれにあっても安全性の確保から防汚あるいは防食処理が必要とされる。このため、被防汚体にあっては、被防汚部の大小，形状にかかわらず防汚作業が行えること、またそのための作業設備の設置や撤去作業等が容易に行い得るものであることが望ましい。さらに、これらの作業はいずれの場合も大がかりなものになり易いため、低コストで行われ、かつ作業後のメンテナンスをなるべく必要としないことが望ましい。また、作業従事者にあっては、長期間、防汚剤雰囲気中に曝されることとなるため、人体に対する安全性を配慮しなけれならない。
【０００４】本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成するものである。
■ 水浸構造物、特に、船舶および海洋構造物の防汚，防食を行うこと。
■ 水浸構造物の表面の経年変化を防止して長寿命化を図ること。
■ 防汚作業等のメンテナンス性を向上させること。
■ 海洋の環境汚染を防止すること。
【０００５】
【課題を解決するための手段】水浸構造物の被防汚表面にＴｉＯ₂膜を形成しておくとともに、該ＴｉＯ₂膜への光照射により光触媒反応を発生させ、光照射に基づいて生じる酸化力によって、被防汚表面の近傍に浮遊または遊泳する微生物等の殺菌，滅菌，繁殖防止を行う技術が採用される。被防汚表面が金属表面とされる場合には、特に良好な半導体特性を有するｎ型ＴｉＯ₂粒子を溶射する等の技術によりｎ型ＴｉＯ₂膜を形成することが望ましい。また、ＴｉＯ₂塗料の塗装によって被防汚表面（金属表面，非金属表面）にＴｉＯ₂膜を形成する場合には、最外表面にＴｉＯ₂が露出するように形成される。この場合、塗装されたＴｉＯ₂塗料の上にＴｉＯ₂微粉末あるいはＴｉＯ₂粒等を吹き付けて担持させ、最外表面のＴｉＯ₂密度を高めることにより、被防汚表面の近傍に浮遊または遊泳する微生物等の殺菌，滅菌，繁殖防止が行われる技術が採用される。ＴｉＯ₂膜の下側に、つまり被防汚表面にＴｉＯ₂が直接接触するようにＴｉＯ₂層を設けることにより、被防汚表面の防食効果を高めることが可能となる。水浸構造物において、ＴｉＯ₂膜が少なくとも接水部分において、最外表面にＴｉＯ₂が露出するように形成される技術が採用される。被防汚表面が、船舶の表面とされる場合には、少なくとも吃水線を含む船腹および船底の表面全体にＴｉＯ₂膜が形成されることが望ましい。被防汚表面が、水門（２）の表面とされる場合には、少なくとも固定部における吃水線を含む部分にＴｉＯ₂膜が形成されることが望ましく、かつ、海中と大気中との間を移動する可動部を含む部分にＴｉＯ₂膜が形成されることが望ましい。なお、ＴｉＯ₂膜への照射光源としては、主に太陽光が採用されるが、自然環境（天候不順）あるいは船舶の停泊予定域や海洋構造物の立地条件等によって、照射量が影響されないようにするために、紫外線照射灯等を海中あるいは吃水線付近に設置して、常に安定した光触媒反応の効果を得るようにすることが有効な技術である。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る水浸構造物の防汚方法および防汚膜を有する水浸構造物の第１実施形態を示している。図中、符号Ｘは水浸構造物、ＴはＴｉＯ₂膜（ＴｉＯ₂層）、１は船舶、Ｌ₁は吃水線である。
【０００７】該第１実施形態における水浸構造物Ｘは、タンカー等の船舶１である。前記ＴｉＯ₂膜Ｔは、後述する防汚膜Ｍであって、吃水線Ｌ₁の近傍を含む部分にに形成されているが、積み荷の多少等により吃水線Ｌ１の位置が変わることを考慮して、上下方向に幅を持たせている。また、船腹１１および船底１２の表面全体にＴｉＯ₂層Ｔを形成することが望ましい。このように、船体にＴｉＯ₂膜Ｔを形成しておくことにより、特に船舶１の停泊時等において、太陽光または紫外線ランプ等による照射に基づいて、ＴｉＯ₂膜Ｔの部分に光触媒反応を発生させて、水生生物の繁殖防止作用等により、船体全体の防汚性を向上させることができる。
【０００８】図２および図３は、本発明に係る水浸構造物の防汚方法および防汚膜を有する水浸構造物の第２実施形態を示している。該第２実施形態は、水浸構造物Ｘが水門２とされている。図中、符号２１は固定部、２１ａはＵ字溝、２２は可動部、２３はネジ、２４は駆動部（例えばモータ，ギアボックス）、Ｇは岸壁（陸地）、Ｕは海洋域、Ｌ₂は吃水線、Ｓは水路である。
【０００９】前記固定部２１においては、ＴｉＯ₂膜Ｔが少なくとも吃水線Ｌ₂を含む部分に形成され、可動部２２においては、その表面全体にＴｉＯ₂膜Ｔが形成され、ネジ２３にあってもＴｉＯ₂膜Ｔが形成されることが望ましい。このようにＴｉＯ₂膜Ｔを形成しておくと、太陽光の照射により、ＴｉＯ₂膜Ｔの部分に光触媒反応が生じ、その際の酸化力が、大気雰囲気部分および水浸雰囲気部分の双方に及ぶため、特に、最大満潮時の最高潮位Ｌ₂'域をも生息範囲にする生物の付着領域を網羅し、後述する繁殖防止作用等により防汚することができるとともに、水門２の表面全体の防食効果をも向上させることができる。
【００１０】次いで、ＴｉＯ₂膜Ｔの具体的な形成状況について、図４ないし図６を参照して説明する。
【００１１】図４の第１例は、被防汚表面３が金属表面３１である場合を示しており、該金属表面３１の上に、ＴｉＯ₂を直接溶射する方法等によりＴｉＯ₂膜Ｔを形成したものである。該ＴｉＯ₂膜Ｔは、ｎ型ＴｉＯ₂粒子により形成することが望ましい。ｎ型ＴｉＯ₂とすることにより、良好な半導体特性に基づく光触媒反応を十分に発揮させることができ、紫外線の照射解きの光触媒反応により、金属表面３１の腐食電位の低下による防食効果を期待することができるとともに、最外層における強力な酸化力に基づき、被防汚表面３の近傍に浮遊あるいは遊泳する微生物等の殺菌，滅菌，繁殖防止を行って防食効果を高めることができる。
【００１２】図５の第２例は、被防汚表面３がコンクリート等の非金属表面３２の場合を示しており、該非金属表面３２の上に塗装膜４を形成した後、その上に（または形成終了直前に）防汚膜Ｍを形成したものである。該防汚膜Ｍは、非金属表面３２にＴｉＯ₂粒子を吹き付ける等の方法でＴｉＯ₂膜Ｔが形成され、最外表面に、ＴｉＯ₂粒子を最も高い密度で担持されるように設定される。よって、防汚膜Ｍの最外表面にあっては、第１例と同様に、紫外線の照射により強力な酸化力を生じさせて防汚効果を高めることができる。
【００１３】図６の第３例は、被防汚表面３が、コンクリート等の非金属表面３２の上に鋼製ライナ等により金属表面３１を配している場合に、その上に防汚膜Ｍを形成したものである。該防汚膜Ｍは、金属表面３１の上に形成されるＴｉＯ₂膜Ｔと、該ＴｉＯ₂膜Ｔの上に塗装により形成される塗装膜４と、該塗装膜４の上に形成されるＴｉＯ₂膜Ｔとの多層構造をなしており、金属表面３１と最外表面にＴｉＯ₂膜Ｔが配されて、金属表面３１の防食と最外表面の防汚との両方の機能を持たせるようにしている。なお、金属表面３１と塗装膜４との間のＴｉＯ₂膜Ｔへの紫外線等の照射は、例えば塗装膜４を透明にすることにより、塗装膜４を光伝送路として紫外線等を伝送することにより行われ、これにより光触媒反応を生じさせるものである。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る水浸構造物の防汚方法および防汚膜を有する水浸構造物によれば、以下の効果を奏する。
（１）水浸構造物の被防汚表面にＴｉＯ₂膜を形成しておくことにより、太陽光の照射等により光触媒反応を発生させ、その際の酸化力に基づいて水生生物の付着や繁殖を妨げて、水浸構造物、特に、船舶および海洋構造物等の防汚を効果的に行うことができる。
（２）金属表面等にＴｉＯ₂膜を形成することにより、光触媒反応時に被防汚表面の腐食電位を低下させて、金属表面の防食を行うことができる。
（３）被防汚表面に光触媒反応を発生させて、水生生物の付着を妨げることにより、水浸構造物の表面の経年変化を防止して長寿命化を図ることができる。
（４）主な紫外線照射光源として太陽光を利用し、ＴｉＯ₂膜の光触媒反応を発生させることにより、特別な照射光源の設置が不要となり、防汚作業等の労力を低減し、かつメンテナンス性を向上させることができる。
（５）ＴｉＯ₂の光触媒反応を利用した防汚方法であるために、従来技術と比較して有害物質を含有する防汚剤の使用を不要として、海洋環境汚染を防止することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００００９９【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）９月１８日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】志賀正武（外１名）
【公開番号】	特開平１１－９２３１７
【公開日】	平成１１年（１９９９）４月６日
【出願番号】	特願平９－２５３９３４